JPH11179410A - 材質特性値のばらつきの少ない冷延鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材質特性値のばらつきが少なく、あるいは所
望の材質特性値の冷延鋼板または溶融亜鉛鍍金鋼板を製
造できるようにする。 【解決手段】 冷延鋼帯を製造するに際して、材質特性
値を目標値に近づけるように、実績鋼成分情報に基い
て、予め設定した製造工程の作業条件を、操業性と操業
コストを考慮して定めた変更優先順位に従って、操業
性、製造コスト、材質以外の品質影響を考慮して定めた
一定の操作範囲内で順次修正して再設定し、あるいはま
た製造工程の上工程の実績作業条件を反映して、予め設
定した下工程の作業指示条件を、操業性と操業コストを
考慮して定めた変更優先順位に従って、操業性、製造コ
スト、材質以外の品質影響を考慮して定めた一定の操作
範囲内で順次修正して再設定し、再設定した作業条件に
基いて冷延鋼帯を製造する。鋼成分や各製造工程の製造
条件が変動しても、材質特性値のばらつきを小さくで
き、また所望の材質にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鋼、熱延、冷間
工程（めっき工程を含む）における製造条件が変動して
も、下工程の製造条件を変更することにより、材質特性
値のばらつきを低減できる冷延鋼帯（溶融鍍金鋼板、電
気鍍金鋼板、塗装鋼板、ブリキ用鋼板、電磁鋼板等を含
む）の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼生産において、製鋼、熱延、冷間工
程を経て、所定の材質の冷延鋼帯を生産する場合、ま
ず、顧客からの製品仕様を満足するように、製造を開始
する前に、受注オーダー毎に、鋼種、鋼成分、スラブ加
熱温度、熱間圧延温度、巻取り温度、冷間圧延率、焼鈍
温度、スキンパスミル伸長率などの各工程の製造仕様を
設定（以下、オーダー標準という）する。次に、当該材
料が各々の工程に装入される前に、前記製造仕様を、当
該工程を統括する計算機に伝送しあるいは運転員に指示
して製造を行っている。

【０００３】図４は、従来技術の処理フローの一例を示
すフローチャートで、連続焼鈍工程を経由して冷延鋼板
を製造する場合である。客先の要求する製品をつくるた
めに、オーダー情報を基にして鋼種、鋼成分や製造条件
などのオーダー標準を設定し、オーダー標準を計画情報
のデータベース（計画ＤＢ）に保管している。実際に使
用した鋼種や実際の操業条件に関する情報（現品情報）
は、現品情報のデータベース（現品ＤＢ）に保有してい
る。

【０００４】通常、実績鋼成分とオーダー標準の製造仕
様の鋼成分には幾分差がある。この差は、後工程の作業
指示には反映されない。また、製鋼、熱延工程における
実績製造条件にも、オーダー標準の製造仕様からのずれ
がある。これらのオーダー標準の製造仕様との差やずれ
によって、材質特性値のずれが大きくなり、所望の材質
特性値の最終製品が得られないという問題がある。

【０００５】前記の問題点を改善する方法が、特開平５
−２７３１９９号公報に提案されている。前記提案で
は、図５に示すように、出鋼成分値Ｓ２０１、製鋼実績
Ｓ２０８および材質判定ＦＦ処理（Ｓ１００）の結果か
ら、熱延作業指示Ｓ２０９を行う。

【０００６】材質判定ＦＦ処理の内容は、図６に示され
る。図６において、材質判定ＦＦテーブルＳ２０５に
は、熱延工程〜冷間工程までの後工程条件を５水準設定
してある。判定式係数基準値テーブルＳ２０７には、各
鋼成分および製鋼の後工程の各作業条件毎の材質判定係
数が設定してある。

【０００７】出鋼成分情報と製鋼実績に基いて、材質判
定ＦＦテーブルＳ２０５および判定式係数基準値テーブ
ルＳ２０７を用いて、材質判定ＦＦテーブルを作成し
（Ｓ１０３）、材質判定基準値テーブルＳ２０６等から
材質判定基準値を設定し（Ｓ１０６）、前記後工程条件
の各水準に対応する推定試験値を算出する（Ｓ１０
８）。次いで、全材質試験項目の各々について、前記５
水準の後工程条件に対応する推定試験値と材質判定基準
値の目標値との差を、優先順位とともに材質判定結果と
して求める（Ｓ１１０）。前記材質判定結果で最も優先
順位の高い水準の後工程条件を、後工程条件として採用
し（Ｓ１１１）、図５に示すように、熱延作業指示をす
る（Ｓ２０９）。

【０００８】また、冷間工程を通過するものは、図５に
示すように、前記手順において、出鋼成分情報Ｓ２０１
の代りに、熱延実績を保存するコイル管理ＤＢ（Ｓ２１
２）を用いて、材質判定ＦＦ処理し（Ｓ２１１）、冷間
作業指示を行う（Ｓ２１３）。

【０００９】前記のようにして、後工程条件として、優
先順位の最も高い水準の条件が採用され、後工程では、
この条件で製造されるので、材質が均一で、希望通りの
製品が製造できるとされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記提案が、所望の効
果をあげるには、推定試験値を算出するために設定する
５水準の後工程条件の少なくとも１つが、所望の材質を
得る上で最適の条件に設定されていることが不可欠であ
る。しかし、前記公報には、５水準の条件をいかなる条
件で設定するかについて、全く記載されておらず、設定
された５水準の条件が、所望の材質を得る上で最適な条
件が選ばれているという保証がない。

【００１１】したがって、前記提案では、ある程度材質
を均一にできるという効果があるにしても、いつも所望
の材質の製品が得られるということが保証されていない
という問題がある。

【００１２】また、出鋼後、連続鋳造の際の鋼中［Ｃ］
や［Ｎ］のピックアップ等、スラブの鋼成分が出鋼成分
と異なるようになる場合もある。極低炭素鋼のように、
鋼中［Ｃ］量や［Ｎ］量が材質に大きく影響する鋼種で
は、出鋼成分に基いて推定試験値を算出しても、算出し
た試験値の精度が著しく劣る。したがって、出鋼成分情
報に基づいて推定試験値を算出する前記提案では、極低
炭素鋼のように、鋼中［Ｃ］や［Ｎ］のピックアップが
問題になる鋼種については、材質の均一化や所望の材質
にするという効果を期待できない。

【００１３】本発明は、前記問題点を考慮したものであ
り、材質特性値のばらつきが少なく、あるいは所望の材
質特性値の冷延鋼板または溶融亜鉛鍍金鋼板を製造でき
るようにすることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の手段は、冷延鋼帯を製造するに際して、材質
特性値を目標値に近づけるように、実績鋼成分情報に基
いて、予め設定した製造工程の作業条件を、操業性と操
業コストを考慮して定めた変更優先順位に従って、操業
性、製造コスト、材質以外の品質影響を考慮して定めた
一定の操作範囲内で順次修正して再設定し、あるいはま
た製造工程の上工程の実績作業条件を反映して、予め設
定した下工程の作業指示条件を、操業性と操業コストを
考慮して定めた変更優先順位に従って、操業性、製造コ
スト、材質以外の品質影響を考慮して定めた一定の操作
範囲内で順次修正して再設定し、再設定した作業条件に
基いて冷延鋼帯を製造することを特徴とする材質特性値
のばらつきの少ない冷延鋼帯の製造方法である。

【００１５】（作用）実績鋼成分に基いて、オーダー標
準の標準仕様の鋼成分との成分のずれを把握し、このず
れに基く材質特性値の目標値からのずれを少なくするよ
うに、製造工程の作業条件を修正して再設定し、あるい
はまた製造工程の上工程における実績作業条件のオーダ
ー標準の製造仕様からのずれを下工程の作業条件に反映
して、前記材質特性値の目標値からのずれを少なくする
ように修正するので、修正した作業条件で製造される冷
延鋼帯の材質特性値のばらつきを少なく、あるいは所望
の材質特性値にできる。

【００１６】また、各製造工程の作業条件の修正は、操
業性と製造コストを考慮して定めた操作順位に従い、ま
た操業性、製造コストと材質以外の品質影響を考慮して
定めた一定の操作範囲内で行うので、作業条件の修正に
よって、操業に支障がでたり、製造コストが上昇した
り、品質上の弊害が発生したりすることが少ない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、具体的に
説明する。図１は、連続焼鈍工程を経由して冷延鋼板を
製造する場合における本発明の主要な処理部分を示すフ
ローチャートである。客先の要求する製品をつくるため
に、製造条件設定ブロックで、予め設定された製造条件
設定プログラムに従って、受注オーダー毎に、オーダー
情報を基にして、鋼種（鋼成分）、スラブ加熱温度、熱
間圧延温度、巻取り温度、圧延率、焼鈍温度、スキンパ
スミル伸長率などの製造仕様が、オーダー標準として設
定される。

【００１８】また、オーダー標準には、受注規格に対応
して、材質判定項目とその基準値、また必要に応じてそ
の許容範囲、材質判定の優先順位などが設定される。オ
ーダー標準は、計画情報のデータベース（計画ＤＢ）に
保管されている。

【００１９】表１は、オーダー標準の一例であり、鋼成
分の基準値、各製造工程の基準作業条件が記載されてい
る。

【００２０】

【表１】

【００２１】オーダー標準に基く鋼成分や作業条件を各
製造工程に指示して、所要の鋼板を製造する。実際に使
用した鋼種や実際の操業条件に関する情報（現品情報）
は、現品情報のデータベース（現品ＤＢ）に保有されて
いる。

【００２２】オーダー標準どおりの鋼成分、作業条件で
製造できれば所望の材質が得られる。しかし、実操業に
おいては、このオーダー標準から外れるケースが少なく
ない。本発明では、材質特性値のばらつきを少なくする
ため、鋼成分のオーダー標準からのずれを考慮して、製
造工程の作業条件を修正し、また上工程における実績作
業条件のオーダー標準からのずれを下工程の作業条件に
反映して修正して、再設定する。以下、この点につい
て、具体的に説明する。

【００２３】なお、図１において、計画熱延条件、計画
焼鈍条件等は、オーダー標準に設定された条件であり、
修正熱延条件、修正焼鈍条件等は、実績鋼成分、実績作
業条件等に基き、再設定された製造条件を表している。

【００２４】先ず、設定されたオーダー標準にしたがっ
て、製鋼工程の作業指示が行われる。製鋼工程では、こ
の指示に従って、所定の成分組成の鋼を出鋼し、スラブ
にする。極低炭素鋼のように鋳造の際の鋼中［Ｃ］や
［Ｎ］のピックアップが問題になる鋼種や継ぎ目スラブ
などのようにスラブの鋼成分が出鋼成分と異なる場合に
ついては、スラブにした後、必要に応じて鋼成分を分析
する。

【００２５】次に、熱間圧延前の材質演算ブロックで、
過去の操業データの解析から求めた鋼成分、各製造工程
の作業条件と材質特性値との関係および鋼成分や各製造
工程の作業条件の変動量と材質特性値の変動量との関係
に基いて、予め設定した材質演算プログラムに従って、
オーダー標準の鋼成分の基準値とスラブの実績鋼成分と
の差を求め、材質特性値の基準値との差に換算する。

【００２６】表２は、表１に示したオーダー標準に基
き、出鋼、鋳造した鋼スラブの実績鋼成分とオーダー標
準の鋼成分、および両者の差を示している。表３は、表
２に示した鋼成分の差を材質特性値の差に換算した結果
を示している。

【００２７】また、表３には、受注規格の材質判定項目
の優先度が、優先順に記載されている。Ｅｌ（伸び）、
ｒ値（ランクフォード値）は、それぞれ順位１、順位２
であり、これらは、順位３、順位４のＹＰ（降伏点）、
ＴＳ（引張強度）に比べて、より重視すべき特性である
ことを示している。

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【００３０】次に、鋼成分差に起因する材質特性値の基
準値とのずれを少なくするように、製造工程の作業条件
を修正する。以下の説明では、表３に示した鋼成分差に
起因する材質特性値の基準値とのずれがある鋼スラブに
ついて、優先順位の高いＥｌとｒ値を優先してオーダー
標準の基準値に近づけるように、熱延工程と冷間工程の
作業条件を修正する場合を例に挙げて具体的に説明す
る。

【００３１】先ず、熱間圧延前の製造条件再設定ブロッ
クの製造条件再設定プログラムに従って、熱延工程の作
業条件を修正して再設定する。熱延工程の各作業指示項
目については、操業のし易さおよび製造コストを考慮し
て作業条件を変更する優先順序を定めた変更優先順位、
および、操業上の支障がなく、製造コストの上昇を抑
え、また材質以外の品質上の弊害の防止を考慮して定め
た一定の操作範囲が設定されている。さらに、熱延工程
の作業条件の変更量に対する材質特性値の変化量も決定
できるようになっている。

【００３２】変更優先順位の最も高い作業指示項目につ
いて、予め設定した操作範囲内で作業条件を展開し、展
開した各条件について材質特性値の変化量を算出する。
展開した条件に材質特性値の基準値とのずれを十分少な
くできるものがあれば、作業条件をその条件に修正す
る。

【００３３】展開した条件に、材質特質の基準値とのず
れを十分少なくできるものがない場合、最もずれを少な
くできる条件に作業条件を修正し、引き続き、次の順位
の作業指示項目について、同様に、作業条件を展開し、
材質特性値の変化量を算出し、さらに作業条件修正後の
材質特性値の基準値とのずれを算出する。

【００３４】作業条件の修正は、上記のようにして算出
した材質特性値の基準値とのずれが十分少なくなるまで
続ける。作業条件の修正作業の途中で、算出した材質特
性値の基準値とのずれが十分少なくなったら、それ以降
の作業条件の修正を終了する。

【００３５】熱延工程の作業条件を修正しても、算出し
た材質特性値と基準値とのずれが十分少なくならない場
合、冷間圧延前の製造条件再設定ブロックで、さらに下
工程の冷間工程の作業条件を修正する。

【００３６】表４はオーダー標準の熱延指示項目と変更
優先順位を示している。優先順位は、操業のし易さおよ
び製造コストを考慮して、巻取温度、仕上温度、スラブ
加熱温度、熱延板板厚の順に設定されている。

【００３７】

【表４】

【００３８】この優先順位に従って、図２に示すよう
に、熱延工程の作業条件を順次修正する。まず優先順位
が最も高い巻取温度について、オーダー標準の基準巻取
温度を中心として例えば１０℃ピッチで展開する。展開
レンジは、操業性、コスト、製品への材質以外の影響
（粗大粒、スケール）を考慮して設定されている。次
に、展開した各巻取温度について、材質（ここではＥｌ
とｒ値）への影響度を算出する。

【００３９】当例では鋼成分のずれから換算したＥｌ、
ｒ値のずれは、オーダー標準の基準値に対して、それぞ
れ−１．００％、−０．２０であったが、巻取温度を修
正して２０℃アップすることによって、Ｅｌ、ｒ値はそ
れぞれ０．２０％、０．０４改善され、−０．８０％、
−０．１６になる。

【００４０】引き続き、変更優先順位に従って、順次、
仕上温度、スラブ加熱温度、熱延板板厚について、オー
ダー標準の基準値を中心として予め設定した範囲内で展
開し、材質基準値とのずれの改善を行うように熱延条件
を修正する。

【００４１】当例では、Ｅｌ、ｒ値のずれが、スラブ加
熱温度を修正して８０℃低下することによって、それぞ
れ０．４０％、０．０８改善され、熱延板板厚を修正し
て０．４ｍｍ厚くすることによって、さらにｒ値が０．
０６改善される。前記のように熱延工程の作業条件を修
正した結果、最終的に、熱延工程では、Ｅｌ、ｒ値は、
オーダー標準の基準値に対して、それぞれ−０．４０
％、−０．０２まで改善される。

【００４２】前記で修正、再設定した作業条件を熱延工
程に指示し、熱延工程では、この指示にしたがって作業
する。

【００４３】熱間圧延後の材質演算ブロックで、前記で
修正、再設定した熱延工程の作業条件と実績熱延作業条
件を比較し、両者の差に基く材質特性値のずれを算出
し、熱延工程を終えた時点の材質特性値のオーダー標準
の基準値からのずれを再び算出する。

【００４４】表５は、修正した熱延指示条件と実績熱延
作業条件を比較した表である。スラブ加熱温度が予定
（修正温度）に対して、２０℃高くなっている。この変
動分を材質変動に換算し、先の熱延工程における材質の
改善量に合算して、材質特性値の基準値に対するずれを
算出すると、表６に示すように、Ｅｌ、ｒ値は、オーダ
ー標準の基準値に対して、それぞれ−０．５０％、−
０．０４である。

【００４５】

【表５】

【００４６】

【表６】

【００４７】熱延工程を終えた後に算出した材質特性値
とオーダー標準の基準値にずれがなければ、冷間工程の
作業条件を修正する必要がない。しかし、表６のよう
に、オーダー標準の基準値との間にずれがある場合に
は、冷間工程において、そのずれをゼロに近づけるよう
に、冷間圧延前の製造条件再設定ブロックで、予め設定
された冷間工程製造条件再設定プログラムに従って、冷
間工程の作業条件を修正し、再設定する。

【００４８】冷間工程の作業指示項目についても、熱間
工程の場合と同様に、操業のし易さおよび製造コストを
考慮して作業条件を変更する優先順序を定めた変更優先
順位、および、操業上の支障がなく、製造コストの上昇
を抑え、また材質以外の品質上の弊害の防止を考慮して
定めた一定の操作範囲が設定されている。さらに、熱延
工程の作業条件の変更量に対する材質特性値の変化量も
決定できるようになっている。

【００４９】冷間工程の作業条件の修正についても、熱
間工程の場合と同様に、変更優先順位の最も高い作業指
示項目から、順次、順位の低い作業指示項目についてつ
いて、作業条件を修正し、材質特性値の変化量を算出し
て、材質特性値の基準値とのずれを算出する。冷間工程
の作業条件の修正は、上記のようにして算出した材質特
性値の基準値とのずれが十分少なくなるまで続ける。作
業条件の修正作業の途中で、算出した材質特性値の基準
値とのずれが十分少なくなったら、それ以降の作業条件
の修正を終了する。

【００５０】表７は、オーダー標準の冷間作業指示項目
および変更優先順位を示している。優先順位は、操業の
し易さおよび製造コストを考慮して、スキンパスミル伸
長率、焼鈍温度、ライン速度、焼き入れ開始温度、冷却
速度の順に設定されている。

【００５１】

【表７】

【００５２】この優先順位に従って、図３に示すよう
に、冷間工程の作業条件を順次修正する。まずスキンパ
スミル伸長率についてオーダー標準を中心として例えば
０．２％ピッチで展開する。展開レンジは、操業性、コ
スト、製品への材質以外の影響を考慮して予め設定され
た一定の範囲内にある。次に、展開した各スキンパスミ
ル伸長率について、材質への影響度を算出する。

【００５３】熱延工程では、Ｅｌ、ｒ値をオーダー標準
の基準値に対して、それぞれ−０．５０％、−０．０４
まで改善されていたが、冷間工程では、スキンパスミル
伸長率を修正して０．４％ダウンすることによって、Ｅ
ｌが０．０４％改善される。

【００５４】次に、同様にして、焼鈍温度について、オ
ーダー標準の基準値を中心として条件を展開し、材質へ
の影響度を算出したところ、焼鈍温度を修正して２０℃
上昇することによって、Ｅｌ、ｒ値が、それぞれ０．５
０％、０．１０改善されて、オーダー標準の基準値に対
して、それぞれ＋０．０４％、＋０．０６になった。Ｅ
ｌ、ｒ値が所定の基準値を上回るレベルになったので、
変更優先順位が３のライン速度以降の作業条件の修正は
行わない。

【００５５】前記で修正した作業条件を再設定し、冷間
工程に指示し、冷間工程ではこの指示に従って作業す
る。

【００５６】前記のようにして、各製造工程の作業条件
を修正、再設定し、この再設定した作業条件に従って作
業することによって、材質特性値のばらつきを少なくで
き、また所望の材質にすることができる。

【００５７】また、作業条件の変更に際して、操業性、
製造コスト面で有利な作業指示項目の作業条件を優先的
に変更し、また、条件変更は、操業のし易さと製造コス
ト、材質以外の品質面の弊害の発生を防止できるような
範囲内で行われるので、操業上の支障を防止でき、製造
コストの上昇を抑制でき、品質面の弊害の発生を防止で
きる。

【００５８】なお、前記した説明では、鋼成分差に起因
する材質特性値の基準値とのずれを少なくするために、
熱延工程の作業条件を修正、再設定し、さらに熱延工程
の実績作業条件を反映して、冷間工程の作業条件を修
正、再設定したが、熱延工程と冷間工程の全体で優先順
位を設定し、この優先順位にしたがって、全体の工程の
作業条件を修正、再設定し、熱延工程では前記で再設定
した作業条件に基いて作業し、熱延工程の実績作業条件
に基いて冷間工程の作業条件を再度修正し、再度設定し
なおしてもよい。また、可能な場合には、冷間工程の作
業条件だけを再設定してもよい。

【００５９】また、本発明においては、オーダー標準の
材質特性値に許容範囲を設定し、各製造工程の作業条件
を修正しても、修正後の材質特性値の予測値が前記許容
範囲を外れる場合、予定した作業を一旦中止するように
してもよい。

【００６０】具体的には、実績鋼成分に基いて、熱延工
程の作業条件を修正し、算出した材質特性値と基準値と
のずれを少なくできない場合、引き続き、下工程の冷間
工程の作業条件を修正して、最終製品の材質特性値の予
測値を算出する。算出した予測値が許容範囲を外れる場
合、熱延工程への装入を中止する。また、熱延工程を終
えた時点で、実績熱延条件に基いて、冷間工程の作業条
件を修正し、最終製品の材質特性値の予測値を算出す
る。算出した予測値が許容範囲を外れる場合、冷間工程
への装入を中止する。このようにすることによって、材
質不良材の製造を未然に防止できるとともに、客先要求
を満足するスラブの再要求をすみやかに行うことがで
き、納期後れも防止できるようになる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、鋼成分や各製造工程の
製造条件が変動しても、材質特性値のばらつきを小さく
でき、また所望の材質の冷延鋼帯を製造できるようにな
る。また、その際、操業上の支障、製造コストの上昇、
品質面の弊害の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における作業指示情報の指示、変更フロ
ーの要部を示すフローチャート。

【図２】本発明の実施の形態で説明した熱延工程の作業
条件の修正手順を説明する図。

【図３】本発明の実施の形態で説明した冷間工程の作業
条件の修正手順を説明する図。

【図４】従来技術の作業指示フローを示すフローチャー
ト。

【図５】従来技術の後工程の作業指示条件の変更方法を
示すフローチャート。

【図６】図５に示したフローチャートの材質判定ＦＦ処
理の内容を説明する図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷延鋼帯を製造するに際して、材質特性
   値を目標値に近づけるように、実績鋼成分情報に基い
   て、予め設定した製造工程の作業条件を、操業性と操業
   コストを考慮して定めた変更優先順位に従って、操業
   性、製造コスト、材質以外の品質影響を考慮して定めた
   一定の操作範囲内で順次修正して再設定し、あるいはま
   た製造工程の上工程の実績作業条件を反映して、予め設
   定した下工程の作業指示条件を、操業性と操業コストを
   考慮して定めた変更優先順位に従って、操業性、製造コ
   スト、材質以外の品質影響を考慮して定めた一定の操作
   範囲内で順次修正して再設定し、再設定した作業条件に
   基いて冷延鋼帯を製造することを特徴とする材質特性値
   のばらつきの少ない冷延鋼帯の製造方法。